Lab II Massa específica e empuxo

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HENRIQUE ALVES DE LIMA
LABORATÓRIO DE FÍSICA 2:
MASSA ESPECÍFICA E EMPUXO
Relatório apresentado como parte da avaliação da disciplina de Laboratório de Física I, do curso de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de Sinop, ministrada pelo docente Muriel André de Moura.
Sinop – MT
2017
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
MASSA ESPECÍFICA
A massa específica de uma substância é a razão entre a massa de uma quantidade da mesma e o volume correspondente, como pode ser visto na equação a seguir:
Onde ρ é a massa específica do objeto a ser estudado, m é a massa (dada em kg) e V o volume (dado em m³). Tem como unidade no SI o kg/m³, mas também pode ser utilizado g/cm³.
Outra denominação para massa específica é a densidade, que é comumente utilizada para sólidos enquanto massa específica é mais utilizada em líquidos e substâncias.
EMPUXO 
O empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como possui sentido oposto à força Peso, causa uma diminuição no valor da mesma. Sua equação pode ser representada por:
Onde Fe é força de Empuxo, ρF é a massa específica do fluido (dada em kg/m³), Vc é o volume do corpo (dado em m³) e g a aceleração gravitacional (dada em m/s²). Tem como unidade no SI o Newton (N).
OBJETIVOS
Aula 1 – Massa específica
Calcular e/ou obter, a partir de métodos definidos pelo roteiro de aula utilizado, a massa específica de 3 tipos de fluidos (água, álcool em gel e detergente), tabelá-los e compará-los e a massa específica de um sólido (corpo de prova).
Aula 2 – Empuxo
Calcular a força de empuxo exercida em um corpo de prova a partir de dois fluidos diferentes (água e álcool em gel) com métodos diferentes e comparar os resultados obtidos por ambos.
MATERIAL
Massa específica do sólido
01 Béquer 500ml
01 Corpo de prova de ferro, cilíndrico
01 Balança de precisão
01 Paquímetro
01 Amostra de água
Massa específica dos fluidos
01 Béquer 250ml
01 Balança de precisão
01 Amostra de água
01 Amostra de detergente
01 Amostra de álcool em gel
Empuxo
01 Béquer 250ml
01 Balança analítica
01 Corpo de prova de ferro, cilíndrico
01 Paquímetro
01 Amostra de água
01 Amostra de álcool em gel
01 Dinamômetro de 2N
METODOLOGIA
Massa específica dos sólidos
Primeiramente foi aferido a massa do corpo de prova por meio da balança analítica, obtendo e depois foi colocado 100 ml de água, equivalente a (volume inicial), no béquer. Colocou-se o corpo de prova no béquer e constatou-se que o volume se alterou para 120 ml, equivalente a (volume final). A partir disto, determinou-se que o volume do corpo de prova, a partir da equação , é de .
Posteriormente, mediu-se o diâmetro do corpo de prova, com um paquímetro, resultando em , equivalente a , além da altura do mesmo, obtendo , equivalente a . Calculou-se o volume do corpo a partir da equação 
Após encontrar o volume do corpo de prova pelos dois métodos, foi realizado o cálculo da massa específica pela equação , utilizando cada um dos volumes encontrados:
1 - , obtendo .
2 - , obtendo .
Massa específica dos fluidos
Para a mensuração dos fluidos, foi necessário primeiramente medir a massa do béquer, equivalente a , depois colocou-se o volume do fluido a ser medido a massa com a massa da proveta, ou de água e , respectivamente. Calculou-se então a massa da água a partir da equação e então, a massa específica da água:
O mesmo experimento foi realizado para o cálculo da massa e da massa específica do álcool em gel e detergente. O volume de álcool em gel e detergente também foram de ou . Para o álcool, a massa no béquer resultou em , logo a massa do álcool, utilizando a equação anterior é e sua massa específica:
Para o detergente, a massa no béquer mensurou e sua massa resultou em e sua massa específica:
Empuxo 
Para o cálculo da força de Empuxo primeiramente aferiu-se a massa do corpo de prova, resultante em ou e depois mediu-se o peso do corpo, que foi .
Mergulhou-se o corpo de prova na água e com o dinamômetro foi obtido , a partir deste valor foi calculado o módulo do empuxo da água com a equação .
Após a mensuração com água, repetiu-se o experimento, porém com álcool em gel. Observou-se que o dinamômetro indicou e a partir dele mediu-se o módulo do empuxo do álcool em gel utilizando a equação anterior 
Depois, calculou-se o empuxo pela fórmula, primeiramente medindo o corpo de prova, com auxílio de um paquímetro, obtendo de altura e de diâmetro:
1 - 
2 - 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
– Massa específica dos sólidos
A massa específica obtida pelo deslocamento da água foi , enquanto a encontrada pelo cálculo do volume do corpo foi de , o que mostra uma grande diferença nos valores da massa específica para o mesmo corpo, o que indica que o experimento possa não ter sido feito de maneira correta ou algum cálculo ou medição possui um erro não perceptível no momento da realização do mesmo.
Massa específica dos fluidos
As massas específicas obtidas nesse experimento são: , e , massas específicas da água, álcool em gel e detergente respectivamente, nos indica que ao comparar as três, o detergente é quem possui maior massa específica, depois o álcool e por último a água (uma vez que não se tenha tido erros durante o experimento como por exemplo pesagem errada.).
Empuxo
Os resultados, por submersão do corpo de prova e pelo cálculo da forma, obtidos pelo experimento feito com água, nos mostra que o erro obtido ao comparar um valor com o outro é mínimo (, o que pode vir a ser gerado por não ter as situações ideais para a realização dos experimentos, seja por equipamentos ou instrução dos alunos ao manejarem os instrumentos.
Já os resultados obtidos com o álcool em gel, por submersão e pelo cálculo da fórmula, com erro de mostra que a segunda realização do experimento teve uma melhoria na variação dos valores.
CONCLUSÃO
Podemos concluir que alguns experimentos não foram satisfatórios por não condizerem com os valores tabelados, sendo estes simples, os resultados obtidos mostram que houve algumas falhas por parte das técnicas para mensurar, porém todos os passos e etapas foram acompanhados pelo docente que proveu o suporte para a realização dos mesmos.
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Empuxo – Só Física. Disponível em: 
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php> 
Acesso em 26 maio 2017.
Massa específica e densidade – Algosobre. Disponível em:
<https://www.algosobre.com.br/fisica/massa-especifica-e-densidade.html.>
Acesso em 21 maio 2017.
MOURA, Muriel André de. Modelo Relatório Experimental. Disponível em:
http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_13839yelatoyio_expeyimental_pdf_RELATORIO_EXPERIMENTAL.pdf.
Acesso em 23 maio 2017.